Гравитациялық күштер жердегі және одан тыс жердегі әртүрлі денелер арасындағы барлық алуан түрлілігінде көрінетін күштердің төрт негізгі түрінің бірі болып табылады. Олардан басқа электромагниттік, әлсіз және ядролық (күшті) да ерекшеленеді. Бәлкім, адамзат ең әуелі олардың бар екенін түсінді. Жердің тартылу күші ерте заманнан белгілі. Дегенмен, адам мұндай әрекеттесу тек Жер мен кез келген дененің арасында ғана емес, сонымен қатар әртүрлі объектілер арасында да болатынын болжағанға дейін ғасырлар өтті. Гравитациялық күштердің қалай әрекет ететінін алғаш түсінген ағылшын физигі И. Ньютон болды. Бүкіләлемдік тартылыс заңын шығарған ол.
Гравитациялық күш формуласы
Ньютон жүйеде планеталардың қозғалу заңдылықтарын талдауды ұйғарды. Нәтижесінде ол аспанның айналуы деген қорытындыға келдіКүннің айналасындағы денелер оның және планеталардың арасында тартылыс күштері әрекет еткенде ғана мүмкін болады. Аспан денелерінің басқа заттардан тек көлемі мен массасы бойынша ғана ерекшеленетінін түсінген ғалым мына формуланы шығарды:
F=f x (m1 x m2) / r2, мұнда:
- m1, m2 - екі дененің массасы;
- r – олардың арасындағы түзу сызықтағы қашықтық;
- f – гравитациялық тұрақты, оның мәні 6,668 x 10-8 cm3/g x сек 2.
Осылайша, кез келген екі нысан бір-біріне тартылады деп айтуға болады. Тартылыс күшінің жұмысы оның шамасы бойынша осы денелердің массасына тура пропорционал және олардың арасындағы қашықтыққа кері пропорционал, квадрат.
Формуланы қолдану ерекшеліктері
Бір қарағанда, тартылыс заңының математикалық сипаттамасын пайдалану өте қарапайым сияқты. Дегенмен, егер сіз бұл туралы ойласаңыз, бұл формула өлшемдері олардың арасындағы қашықтықпен салыстырғанда шамалы болатын екі масса үшін ғана мағынасы бар. Және оларды екі ұпайға алуға болатындай. Ал қашықтық денелердің өлшемімен салыстырылатын болса және олардың өздері дұрыс емес пішінге ие болған кезде ше? Оларды бөліктерге бөліп, олардың арасындағы тартылыс күштерін анықтаңыз және нәтижені есептеңіз? Олай болса, есептеу үшін қанша ұпай алу керек? Көріп отырғаныңыздай, бұл оңай емес.
Ал егер (математика тұрғысынан) ескерсек, бұл мәселеөлшемдері жоқ, онда бұл жағдай мүлдем үмітсіз болып көрінеді. Бақытымызға орай, ғалымдар бұл жағдайда есептеулер жүргізудің әдісін ойлап тапты. Олар интегралдық және дифференциалдық есептеулер аппаратын пайдаланады. Әдістің мәні мынада: объект массалары олардың орталықтарында шоғырланған шексіз мөлшерде шағын текшелерге бөлінеді. Содан кейін нәтижелі күшті табу үшін формула құрастырылады және шекті өту қолданылады, оның көмегімен әрбір құрамдас элементтің көлемі нүктеге (нөлге) азаяды, ал мұндай элементтердің саны шексіздікке ұмтылады. Осы техниканың арқасында кейбір маңызды қорытындылар алынды.
- Егер дене тығыздығы біркелкі болатын шар (шар) болса, онда ол барлық массасы оның центрінде шоғырланғандай кез келген басқа затты өзіне тартады. Сондықтан, кейбір қателікпен бұл тұжырымды планеталарға да қолдануға болады.
- Нысанның тығыздығы орталық сфералық симметриямен сипатталса, оның бүкіл массасы симметрия нүктесінде тұрғандай басқа заттармен әрекеттеседі. Осылайша, егер біз қуыс допты (мысалы, футбол добы) немесе бір-біріне салынған бірнеше шарларды (мысалы, матрешкалар) алсақ, онда олар жалпы массасы бар материалдық нүкте жасайтындай басқа денелерді тартады. және орталықта орналасқан.
